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1、无功补偿及电能质量标准介绍无功补偿及电能质量标准介绍（清洁能源相关）（清洁能源相关）刘军成刘军成西安博宇电气有限公司西安博宇电气有限公司主要内容主要内容1、电能质量问题与无功功率问题的关系；、电能质量问题与无功功率问题的关系；2、清洁能源发电引起的电能质量问题；、清洁能源发电引起的电能质量问题；3、主要电能质量国家标准简介、主要电能质量国家标准简介4、无功功率补偿（电能质量控制）对策（电容补偿相关标准）、无功功率补偿（电能质量控制）对策（电容补偿相关标准）5、SVC国家标准介绍国家标准介绍一、电能质量问题与无功功率问题的关系一、电能质量问题与无功功率问题的关系电能质量问题电能质量问题以现象发生
2、时，电网的运行方式进行区分以现象发生时，电网的运行方式进行区分：1 1、稳态电能质量问题、稳态电能质量问题2 2、暂态电能质量问题、暂态电能质量问题 狭隘的说，电能质量问题主要表现为电压质量问题狭隘的说，电能质量问题主要表现为电压质量问题及电流波形问题；除频率指标之外，及电流波形问题；除频率指标之外，电能质量问题的主电能质量问题的主要控制手段从无功调控的角度出发要控制手段从无功调控的角度出发。因此从某种意义上。因此从某种意义上来说，电能质量问题主要是一种无功功率问题。来说，电能质量问题主要是一种无功功率问题。稳态电能质量稳态电能质量稳态电能质量指标包含下述五个方面：稳态电能质量指标包含下述五个
3、方面：1 1、电压偏差（基波无功问题）、电压偏差（基波无功问题）（线径、供电距离、潮流分布、调压手段、无功容量）（线径、供电距离、潮流分布、调压手段、无功容量）2 2、频率偏差（基波有功问题）、频率偏差（基波有功问题）3 3、三相不平衡度（基波负荷配置问题）、三相不平衡度（基波负荷配置问题）4 4、谐波（非线性问题）、谐波（非线性问题）5 5、电压闪变（非线性无功冲击问题）、电压闪变（非线性无功冲击问题）谐波污染属于稳态电能质量的突出问题谐波污染属于稳态电能质量的突出问题暂态电能质量暂态电能质量 暂态电能质量问题的研究起步较晚，国内刚刚有所认暂态电能质量问题的研究起步较晚，国内刚刚有所认识，它
4、属于稳态电能质量问题的延伸，虽然其发生频识，它属于稳态电能质量问题的延伸，虽然其发生频度较小，但后果却比较严重；度较小，但后果却比较严重；暂态电能质量问题其实质就是暂态电压质量问题，或暂态电能质量问题其实质就是暂态电压质量问题，或者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的系统冲击问题，其主要性能指标是：电压暂降、暂升系统冲击问题，其主要性能指标是：电压暂降、暂升及电压短时中断及电压短时中断其事件特征描述量一般为事件过程的电压其事件特征描述量一般为事件过程的电压“有效值有效值”及其持续时间（有时考虑其上升下降率等）。及其持续时间（有时考虑其上升下
5、降率等）。目前，在所有暂态电能质量问题中目前，在所有暂态电能质量问题中 电压暂降的影响最为普遍。电压暂降的影响最为普遍。电压暂降、降、暂升、短升、短时中断中断电压暂降：在电力系统某一点的电压暂时下降，经历半个电压暂降：在电力系统某一点的电压暂时下降，经历半个周期到几秒钟的短暂持续期后恢复正常。周期到几秒钟的短暂持续期后恢复正常。电压暂升：在电力系统某节点上出现的一个暂时的电压上电压暂升：在电力系统某节点上出现的一个暂时的电压上升。升。电压短时中断：供电电压消失一段时间，一般不超过电压短时中断：供电电压消失一段时间，一般不超过1 1 minmin。短时中断可以认为是。短时中断可以认为是90901
6、00%100%幅值的电压暂降。幅值的电压暂降。电压暂降造成的影响电压暂降造成的影响设备名称设备名称造成的影响造成的影响制制冷冷电电子子控控制制器器当电压低于当电压低于80时，控制器切除制冷电机，导致巨大损失时，控制器切除制冷电机，导致巨大损失芯片制造业芯片制造业当当电电压压低低于于85时时，芯芯片片被被毁毁，测测试试仪仪停停止止工工作作，内内部部电电子子电电路路主板故障主板故障PLC当当电电压压低低于于90持持续续几几个个周周波波，I/O设设备备切切除除，低低于于81时时PLC停止工作停止工作精密机械工具精密机械工具机机器器人人控控制制操操作作的的精精密密加加工工过过程程，当当电电压压低低于于
7、90持持续续23周周波，其工作过程中断波，其工作过程中断直流电机直流电机当电压低于当电压低于80时，电机保护跳闸时，电机保护跳闸调调 速速 电电 机机（VSD）当当电电压压低低于于70，持持续续时时间间超超过过6个个周周波波，VSD被被切切除除；一一些些精精细细加加工工业业的的电电机机，当当电电压压低低于于90持持续续时时间间超超过过3个个周周波波，电电机机跳闸退出运行跳闸退出运行交流接触器交流接触器电电压压低低于于50持持续续时时间间超超过过一一个个周周波波，接接触触器器就就会会脱脱扣扣，有有时时电电压低于压低于70接触器就会脱扣接触器就会脱扣计算机计算机电电压压低低于于60持持续续12个个
8、周周波波，计计算算机机工工作作将将受受到到影影响响，数数据据可可能丢失能丢失电压暂降造成的事故电压暂降造成的事故事故名事故名主主要要的的敏敏感感工工序序原因原因危害危害Orian ugscompany,USA拉拉丝丝制制造造、自自动纺织动纺织系系统统干干扰扰电电压压低低于于90时时，工工厂厂馈馈线线跳跳闸闸，作业中断作业中断BonlacFoods,Australia制制奶奶粉粉工序工序系系统统故故障障电电压压低低于于90时时，吹吹干干电电机机跳跳闸闸，重重新新启启动动需需很很长长时时间间，导导致致未未处处理的鲜奶变质理的鲜奶变质CaledonianPaper,UK造造纸纸工工序序（调调速电机）
9、速电机）雷击雷击电电压压低低于于90时时，电电机机跳跳闸闸，作作业业中中断断，每每次次生生产产损损失失140000英英镑镑华华虹虹NEC，上海上海芯芯片片制制造造系系统统干干扰扰电电压压低低于于87持持续续0.12s或或低低于于90持持续续0.01s，造造成成芯芯片片毁毁坏坏，每次直接损失每次直接损失100万美金万美金瞬态电能质量问题瞬态电能质量问题脉冲型浪涌脉冲型浪涌：根据IEEE的定义,这种浪涌的电压在几微秒里从几百伏至2万伏之间变化。振荡型浪涌振荡型浪涌：根据IEEE的定义,这种浪涌的电压值在几微秒至几毫秒内从几百伏至6000伏之间变化。ITIC曲线电能质量国家标准动态电能质量国家标准动
10、态1）GB/T12325-2008电能质量电能质量供电电压偏差供电电压偏差2）GB/T15945-2008电能质量电能质量电力系统频率偏差电力系统频率偏差3）GB/T15543-2008电能质量电能质量三相电压不平衡三相电压不平衡4）GB/T15945-2008电能质量电能质量电压波动和闪变电压波动和闪变5）GB/T14549-1993电能质量电能质量公用电网谐波公用电网谐波6）GB/T243372009电能质量电能质量公用电网间谐波公用电网间谐波7）GB/T19862-2005电能质量监测设备通用要求电能质量监测设备通用要求8）GB/T20298-2006静止无功补偿装置（静止无功补偿装置（
11、SVC）功能特性）功能特性9）GB/T20297-2006静止无功补偿装置（静止无功补偿装置（SVC）现场试验）现场试验10）电特性标准化）电特性标准化（Standardisingthecharacteristicsofelectricity）11）电压暂降工作组）电压暂降工作组12）敏感负荷工作组）敏感负荷工作组13）电能质量监测评估工作组）电能质量监测评估工作组传统的无功功率问题传统的无功功率问题 按按照照传传统统的的电电工工理理论论，视视在在功功率率、有有功功功功率率、无功功率及功率因数表达如下：无功功率及功率因数表达如下：视在功率：视在功率：有功功率：有功功率：无功功率：无功功率：功率
12、因数：功率因数：上式中，上式中，U U、I I为电压、电流，为电压、电流，为为U U、I I的夹角。的夹角。畸变波形下的功率及其功率因畸变波形下的功率及其功率因 实际上，传统的功率及其功率因数概念是建立实际上，传统的功率及其功率因数概念是建立在电压电流为纯正玄波形基础上的。而在畸变在电压电流为纯正玄波形基础上的。而在畸变波形下，电压电流波形形状已经发生了畸变，波形下，电压电流波形形状已经发生了畸变，通过通过FFTFFT分析可以得到基波及一系列谐波分量，分析可以得到基波及一系列谐波分量，因此，应该重新分析与定义功率及功率因数概因此，应该重新分析与定义功率及功率因数概念，更好的指导电力生产。念，更
13、好的指导电力生产。畸变波形下的电压、电流、功率畸变波形下的电压、电流、功率畸变波形下的瞬时功率畸变波形下的瞬时功率畸变波形下的有功功率畸变波形下的有功功率有功功率：有功功率：与传统理论相似。同次谐波有功功率的代数和。应注意：与传统理论相似。同次谐波有功功率的代数和。应注意：含有谐波源的用户，根据该式计算出的有功功率含有谐波源的用户，根据该式计算出的有功功率P P可能小可能小于它的基波有功功率于它的基波有功功率P P1 1，即它将吸收的一部分有功功率转，即它将吸收的一部分有功功率转化为谐波功率反馈给电网并危机损坏其他用户。化为谐波功率反馈给电网并危机损坏其他用户。畸变波形下的无功功率畸变波形下的
14、无功功率BudeanuBudeanu定义定义 FryzeFryze定义定义BudeanuBudeanu定定义义是是BudeanuBudeanu于于3030年年代代提提出出，并并为为ANSI/IEEE ANSI/IEEE Std.100Std.10019771977采采纳纳，该该公公式式是是根根据据频频率率分分析析而而定定义义的的，是是由由同同频频率率的的电电压压电电流流产产生生的的，实实际际上上没没有有明明确确的的物物理理意意义义。在在正正玄玄波波情情况况下下，感感性性负负载载的的无无功功功功率率为为正正，容容性性负负载载的的为为负负，若若将将该该概概念念引引入入非非正正玄玄电电路路，将将会会
15、引引起起不不合合理理现现象象。同同一一谐谐波波源源有有可可能能某某次次谐谐波波无无功功功功率率为为正正，某某次次为为负负，从从而而出出现现相相互互抵抵消消的的现现象象，而而事事实实上上，不不同同谐谐波波次次数数的的无无功功功功率率是是不不能能互互相相补补偿偿的的，因因此此，这这时时的的无无功功功功率率已已没没有有度度量量电电源源与与负负载载之之间间能能量量交交换换的的幅幅度度的的物物理理意意义义了了。但但是是尽尽管管如如此此，该该定定义义被被看看成成是是正正玄玄情情况况下下无无功功功功率率定定义义的的自自然然延延伸伸，而而且且能能够够解解决决许许多多工工程程实实际际问问题题，同同时时，被被广广
16、泛泛应应用用于于测测量量方面，具有广泛的实际应用价值。方面，具有广泛的实际应用价值。Fryze Fryze定义是定义是FryzeFryze提出的，并为提出的，并为IEC NO.25IEC NO.25技术委员会的技术委员会的19791979年年TC-25/WG7TC-25/WG7报告采报告采用。反映了能量的流动与交换，在这点上，与正玄电路中无功功率定义的物理意用。反映了能量的流动与交换，在这点上，与正玄电路中无功功率定义的物理意义是一致的，因此这一定义也被广泛接受。但这一定义对无功功率的描述是粗造义是一致的，因此这一定义也被广泛接受。但这一定义对无功功率的描述是粗造的，它没有区别基波无功功率、同
17、次谐波的无功功率及不同次谐波间产生的无功的，它没有区别基波无功功率、同次谐波的无功功率及不同次谐波间产生的无功功率，因此，无助于谐波源与无功功率的辨识，对于理解谐波和无功功率的流动功率，因此，无助于谐波源与无功功率的辨识，对于理解谐波和无功功率的流动都缺乏明确的指导意义，也无助于谐波和无功功率的监测、管理和收费。也就是都缺乏明确的指导意义，也无助于谐波和无功功率的监测、管理和收费。也就是说，该定义获不到实际的应用或无实际应用价值。说，该定义获不到实际的应用或无实际应用价值。畸变波形下的畸变功率畸变波形下的畸变功率当采用当采用BudeanuBudeanu定义时，由于定义时，由于 ,因此，因此，B
18、udeanuBudeanu又提又提出畸变功率概念。该畸变功率实际上是由不同频率的电压电流形出畸变功率概念。该畸变功率实际上是由不同频率的电压电流形成，可以用来研究能量的交换过程。成，可以用来研究能量的交换过程。功率因数功率因数相移功率因数：相移功率因数：视在功率因数：视在功率因数：功功率率因因数数是是从从经经济济角角度度提提出出的的，是是关关系系到到电电网网经经济济运运行行及及经经济济管管理理、用用户户合合理理电电费费计计量量的的重重要要因因素素。在在正正玄玄电电路路中中，功功率率因因数数是是由由于于储储能能性性元元件件（电电感感、电电容容）造造成成的的电电压压电电流流相相位位偏偏移移产产生生
19、的的。但但是是在在非非正正玄玄电电路路中中，功功率率因因数数不不仅仅由由电电压压电电流流的的移移相相引引起起，也也由由于于波波形形的的畸畸变变引引起起，因因此此难难以以仅仅仅仅用用电电压压电电流流间间的的相相位位移移动来表述功率因数。动来表述功率因数。相移功率因数：仅仅考虑基波因素。相移功率因数：仅仅考虑基波因素。视在功率因数：考虑相移及波形畸变两种因素。视在功率因数：考虑相移及波形畸变两种因素。二、二、清洁能源发电引起的电能质量问题清洁能源发电引起的电能质量问题清洁能源发电引起的电能质量问题清洁能源发电引起的电能质量问题产生谐波：励磁回路或主回路的整流、逆变设备的产生谐波：励磁回路或主回路的
20、整流、逆变设备的引入；引入；功率波动：风速、日光的波动引起；功率波动：风速、日光的波动引起；电压冲击：风力发电感应电机的启动产生；电压冲击：风力发电感应电机的启动产生；电压偏差。电压偏差。同步机风力发电通过逆变器实现并网同步机风力发电通过逆变器实现并网PWM技术技术SPWM调制调制SPWM电路谐波频谱电路谐波频谱PWM整流电路整流电路双馈风力发电机组的并网双馈风力发电机组的并网太阳能发电太阳能发电工频变压器方式工频变压器方式高频连接方式高频连接方式无变压器方式无变压器方式三、主要三、主要电能能质量国家量国家标准介准介绍1、电压偏差、电压偏差供供电电压偏差的限偏差的限值1）35kV及以上供及以上
21、供电电压正、正、负偏差偏差绝对值之和不超之和不超过标称称电压的的10。注注:如供如供电电压上下偏差同号（均上下偏差同号（均为正或正或负）时，按，按较大的偏差大的偏差绝对值作作为衡量依据。衡量依据。2）20kV及以下三相供及以下三相供电电压偏差偏差为标称称电压的的7。3）220V单相供相供电电压偏差偏差为标称称电压的的+7，-10。4）对供供电点短路容量点短路容量较小、供小、供电距离距离较长以及以及对供供电电压偏偏差有特殊要求的用差有特殊要求的用户，由供、用，由供、用电双方双方协议确定。确定。电压偏差（）电压偏差（）电压偏差的监测电压偏差的监测1、测量条件：供量条件：供电电压偏差的偏差的测量量应
22、在在电力系力系统正常运正常运行条件下行条件下进行行。2、测量量仪器性能的分器性能的分类：A、B级3、供、供电电压偏差的偏差的测量方法量方法：获得得电压有效有效值的基本的的基本的测量量时间窗口窗口应为10周波，周波，并且每个并且每个测量量时间窗口窗口应该与与紧邻的的测量量时间窗口接窗口接近而不重叠，近而不重叠，连续测量并量并计算算电压有效有效值的平均的平均值，最最终计算算获得供得供电电压偏差偏差值。对A级性能性能电压监测仪，可以根据具体情况，可以根据具体情况选择4个不个不同同类型的型的时间长度度计算供算供电电压偏差：偏差：3s、1min、10min、2h。对B级性能性能电压监测仪制造商制造商应该
23、标明明测量量时间窗口、窗口、计算供算供电电压偏差的偏差的时间长度。度。时间长度推荐采用度推荐采用1min或或10min。4、合格率的概念、合格率的概念2、频率偏差、频率偏差2、频率偏差的率偏差的测量方法量方法测量量电网基波网基波频率，每次取率，每次取1s、3s或或10s间隔内隔内计到到的整数周期与整数周期累的整数周期与整数周期累计时间之比（和之比（和1s、3s或或10s时钟重叠的重叠的单个周期个周期应丢弃）。弃）。测量量时间间隔不能隔不能重叠，每重叠，每1s、3s或或10s间隔隔应在在1s、3s或或10s时钟开开始始时计。3、合格率的概念、合格率的概念系统频率的实际值和标称值之差。系统频率的实
24、际值和标称值之差。1、电力系统正常运行条件下电力系统正常运行条件下频率偏差限值为频率偏差限值为0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到0.5Hz。3、三相电压允许不平衡度、三相电压允许不平衡度本标准适用于标称频率为本标准适用于标称频率为50Hz50Hz的交流电的交流电力系统正常运力系统正常运行方式下行方式下由于负序基波分量引起的公共连接点的电压由于负序基波分量引起的公共连接点的电压不平衡及低压系统由于零序基波分量而引起的公共连不平衡及低压系统由于零序基波分量而引起的公共连接点的电压不平衡。接点的电压不平衡。电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流
25、允电气设备额定工况的电压允许不平衡度和负序电流允许值仍由各自标准规定，例如旋转电机按许值仍由各自标准规定，例如旋转电机按GB 755GB 755旋旋转电机定额和性能转电机定额和性能要求规定。要求规定。瞬时瞬时(0.530(0.530周波）和暂时（周波）和暂时（3030周波周波3 3秒）的不平衡秒）的不平衡问题不适用于本标准。问题不适用于本标准。限限值4 电压不平衡度限值电压不平衡度限值4.1 4.1 电力系统公共连接点电压不平衡度限值为：电力系统公共连接点电压不平衡度限值为：电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2%2%，短时，短时不得超过不得超过4%4%
26、；低压系统零序电压限值暂不作规定，但各相电压必须低压系统零序电压限值暂不作规定，但各相电压必须满足满足GB/T12325GB/T12325电能质量电能质量 供电电压偏差供电电压偏差的要求。的要求。注注1 1：本标准中不平衡度为在电力系统：本标准中不平衡度为在电力系统正常运行的最小方式（或较小方式）下正常运行的最小方式（或较小方式）下、最、最大的生产大的生产(运行运行)周期中负荷所引起的电压不平衡度的实测值。周期中负荷所引起的电压不平衡度的实测值。注注2 2：低压系统是指标称电压不大于：低压系统是指标称电压不大于1kV1kV的供电系统。的供电系统。4.2 4.2 接于公共连接点的每个用户引起该点
27、负序电压不接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为平衡度允许值一般为1.3%1.3%，短时不超过，短时不超过2.6%2.6%。根据连。根据连接点的负荷状况以及邻近发电机、继电保护和自动装接点的负荷状况以及邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，该允许值可作适当变动，但必须满置安全运行要求，该允许值可作适当变动，但必须满足足4.1 4.1 条的规定。条的规定。测量取量取值6.16.1测量条件测量条件 “测量应在电力系统正常运行的测量应在电力系统正常运行的最小方式（或较小方式）下最小方式（或较小方式）下，不，不平衡负荷处于正常、连续工作状态下进行，并保证不平衡负荷的平衡负荷
28、处于正常、连续工作状态下进行，并保证不平衡负荷的最大工作周期包含在内。最大工作周期包含在内。6.26.2测量时间间隔测量时间间隔 对于电力系统的公共连接点，测量持续时间取一周对于电力系统的公共连接点，测量持续时间取一周(168(168小时小时)，每个不平衡度的测量间隔可为每个不平衡度的测量间隔可为1min1min的整数倍；对于波动负荷，的整数倍；对于波动负荷，可取正常工作日可取正常工作日2424小时持续测量，每个不平衡度的测量间隔为小时持续测量，每个不平衡度的测量间隔为1min1min。”6.36.3测量取量取值对于于电力系力系统的公共的公共连接点，供接点，供电电压负序不平衡度序不平衡度测量量
29、值的的10min方均根方均根值的的95%概率大概率大值应不大于不大于2%，所有，所有测量量值中的中的最最大大值不大于不大于4%。对日波日波动不平衡不平衡负荷，供荷，供电电压负序不平衡度序不平衡度测量量值的的1min方均根方均根值的的95%概率大概率大值应不大于不大于2%，所有，所有测量量值中的最大中的最大值不大于不大于4%。对于日波于日波动不平衡不平衡负荷也可以荷也可以时间取取值：日累：日累计大于的大于的时间不超不超过72min，且每，且每30min中大于的中大于的时间不超不超过5min。6.4不平衡度不平衡度测量量仪器器应满足本足本标准的准的测量要求，量要求，仪器器记录周期周期为3s，按方均
30、根取，按方均根取值。电压输入信号基波分量入信号基波分量的每次的每次测量取量取10个周波的个周波的间隔。隔。对于离散采于离散采样的的测量量仪器推荐按下式器推荐按下式计算：算：式中式中在在3s内第内第k次次测得的不平衡度；得的不平衡度；m 在在3s内均匀内均匀间隔取隔取值次数次数(m=6)。对于特殊情况由供用于特殊情况由供用电双方另行商定。双方另行商定。注：注：6.3中中10min或或1min方均根方均根值系由所有系由所有记录周期的周期的方方均根均根值的算的算术平均平均求取。求取。4、电压波动闪变、电压波动闪变电压变动：电压变动：不同于电压偏差，是电压有效值曲线上两个相邻极值的差相对于额定值的变化
31、幅度电压波动电压波动 电压波动属于连续的电压变动在时间轴上的延伸，属于一系列电压变动的集合，因此，电压波动的分析实际上是在分析一个集合的特征电压闪变的几个概念问题电压闪变的几个概念问题电压闪变电压闪变 电压闪变是从另外一个角度对电压波动的定量描述，是将一种看不见摸不着的物理现象转化为人体视觉能感觉到的物理现象。应该明白，只有0.535HZ的电压波动对电压闪变有直接贡献。在各国包括国内电压波动闪变的标准中，该参数的描述是最详细的，IEC有该参数测量的详细步骤要求，国内标准基本等同进行了采纳。可见，电压波动的最后衡量指标在于电压闪变，尽管两个参数的定义及其物理意义有异。视感度加权视感度加权 在闪变
32、分析中经常提到的视感度加权实际上是通过实验数据获取经验系数形成的一个数学窗口，仅让能通过该窗口的信号通过，相当于模拟电路中的滤波技术，从而体现不同频度的电压波动对电压闪变的贡献程度。长、短时间闪变长、短时间闪变 这是电压闪变的最后结果参数，是衡量电压波动闪变严重程度的具体量化指标。是在瞬时视感度的基础上通过一定的取值方法及计算公式获取的一个数值。因为瞬时视感度与电压波动之间呈非线性关系，而通过这种处理后获取的短时闪变水平与电压波动呈线性关系，能更好地将闪变与波动进行挂钩闪变量化的基本思路闪变量化的基本思路电压波波动限限值任何任何一个一个波波动负荷用荷用户在在电力系力系统公共公共连接点接点产生生
33、的的电压变动，其限其限值和和电压变动频度、度、电压等等级有关。有关。对于于电压变动频度度较低（例低（例如如r1000次次/h）或）或规则的的周期性周期性电压波波动，可通，可通过测量量电压方均根方均根值曲曲线U(t)确确定其定其电压变动频度和度和电压变动值。r，次次/hd，%LV、MVHVr1431r103*2.5*10r10021.5100r10001.251注注1：很少的变动频度（每日少于：很少的变动频度（每日少于1次），电压变动限值次），电压变动限值d还可以放宽，但还可以放宽，但不在本标准中规定。不在本标准中规定。注注2：对于随机性不规则的电压波动，如电弧炉负荷引起的电压波动，表：对于随机
34、性不规则的电压波动，如电弧炉负荷引起的电压波动，表中标有中标有“*”的值为其限值。的值为其限值。注注3：参照：参照GB/T156-2007，本标准中系统标称电压等级按以下划分：，本标准中系统标称电压等级按以下划分：低压（低压（LV）1kV中压（中压（MV）1kV35kV高压（高压（HV）35kV220kV对于对于220kV以上超高压（以上超高压（EHV）系统的电压波动限值可参照高压（）系统的电压波动限值可参照高压（HV）系统执行。系统执行。110kV110kV10.8电压波动限值电压波动限值电力系统公共连接电力系统公共连接点，在系统正常运点，在系统正常运行的行的较小方式下较小方式下，以一周（以
35、一周（168小时）小时）为测量周期，所有为测量周期，所有长时间闪变值都应长时间闪变值都应满足表满足表2闪变限值闪变限值的要求。的要求。闪变限限值及其及其监测判断判断1、单独独设备引起的引起的闪变1）任何一个波）任何一个波动负荷用荷用户在在电力系力系统公共公共连接点接点单独引起独引起的的闪变值一般一般应满足：足：电力系力系统正常运行的正常运行的较小方式下小方式下，波波动负荷荷处于正常、于正常、连续工作状工作状态，以一天（，以一天（24小小时）为测量周期，并保量周期，并保证波波动负荷的最大工作周期包含在内，荷的最大工作周期包含在内，测量量获得的得的最大最大长时间闪变值和波和波动负荷退出荷退出时的背
36、景的背景闪变值，通，通过下列下列计算算获得波得波动负荷荷单独引起的独引起的长时间闪变值：2）波）波动负荷荷单独引起的独引起的闪变值根据用根据用户负荷大小、其荷大小、其协议用用电容量占容量占总供供电容量的比例以及容量的比例以及电力系力系统公共公共连接点接点的状况，分的状况，分别按三按三级作不同的作不同的规定和定和处理。理。5 5、公用电网谐波标准介绍（、公用电网谐波标准介绍（GB/T14549-93GB/T14549-93）考核方法：考核方法：我国电能质量标准以系统公共连接点作为考核点，我国电能质量标准以系统公共连接点作为考核点，偏重于从系统角度进行考虑的。偏重于从系统角度进行考虑的。空间上要求
37、空间上要求100100、时间上要求、时间上要求9595满足要求。满足要求。考核指标考核指标对供电局：考核谐波电压总畸变率、各次谐波含有率；对供电局：考核谐波电压总畸变率、各次谐波含有率；对用户：考核谐波电流注入水平对用户：考核谐波电流注入水平(以实际值表示以实际值表示)谐波的合成规律：谐波的合成规律：谐波电压指标谐波电压指标谐波电流指标谐波电流指标短路容量、供电设备容量、用户协议容量短路容量、供电设备容量、用户协议容量监测监测6、公用电网间谐波标准、公用电网间谐波标准4.3限值限值限值的取舍原则限值的取舍原则电压等级的划分及其限值电压等级的划分及其限值关于间谐波限值的分配关于间谐波限值的分配频
38、率频率Hz）限值限值电压等级电压等级1001001001008008001000V1000V及以下及以下0.20.20.50.51000V1000V以上以上0.160.160.40.4注：频率注：频率800Hz800Hz以上的间谐波电压限值还处于研究中以上的间谐波电压限值还处于研究中。频率（频率（HzHz）限值限值等级等级1001001001008008001000V1000V及以下及以下0.160.160.40.41000V1000V以上以上0.130.130.320.32单一用户间谐波电压含有率限值（单一用户间谐波电压含有率限值（%）间谐波电压含有率限值（间谐波电压含有率限值（%）4.4测
39、量取值和测量条件测量取值和测量条件 间谐波测量的频率分辨率为间谐波测量的频率分辨率为5Hz5Hz，测量采样窗口，测量采样窗口宽度为宽度为1010个工频周期。这些内容，均采纳了个工频周期。这些内容，均采纳了IEC IEC 61000-4-7/3061000-4-7/30的相关规定的相关规定 取值方法主要基于下述考虑：1)谐波、间谐波的热效应；2)为了区别暂态现象和谐波、间谐波（暂态现象中电压、电流也包含丰富 的谐波成分，但是其频谱不是与电网的基波相关的，因此，不认为是谐 波现象，例如短路瞬间的电压、电流等）4.4.2 4.4.2间谐波测量数据的简约方法间谐波测量数据的简约方法 间谐波的测量可以在
40、3s测量结果的基础上，综合出3min、10min或2h的测量值。综合方法为取所选时间间隔内（例如3min）所有3s测量结果的平方算术和平均取平方根 当系统条件不符合要求时（大于正常最小方式），可按短路容量折算结果（即将5.4的结果乘以实际短路容量和最小短路容量之比）四、无功功率补偿（电能质量控制）对策四、无功功率补偿（电能质量控制）对策1）无源方式（电容器、电抗器组合）无源方式（电容器、电抗器组合）2）有源方式（有储能元件），）有源方式（有储能元件），VSI1.1电容器补偿电容器补偿避免并联谐波谐振避免并联谐波谐振组架式架式、集合式、集合式电容容补偿装置装置并联电容补偿装置单线示意图并联电容补
41、偿装置单线示意图无功无功补偿装置的容量与分装置的容量与分组无功补偿装置的容量与分组应根据无功平衡与电压调整的原则，考虑技术经济因素综合考虑。一般35220kV变电站在主变最大负荷时，功率因数应不低于0.95，在低谷负荷时功率因数应不高于0.95。用户应根据其负荷性质选择适当的无功补偿方式和容量，在任何情况下，不应向电网反送无功功率，并保证在电网负荷高峰时不从电网吸收无功电力。500（330）kV电压等级变电站容性无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额。容性无功补偿容量应按照主变压器容量的10%20%配置；500（330）kV电压等级高压并联电抗器的主要
42、作用是限制工频过电压和降低潜供电流、恢复电压以及平衡超高压输电线路的充电功率，高压并联电抗器的容量应根据上述要求确定。主变压器低压侧并联电抗器组的作用主要是补偿超高压输电线路的剩余充电功率，其容量应根据电网结构和运行的需要而确定。220kV变电站的容性无功补偿以补偿主变压器无功损耗为主，并适当补偿部分线路的无功损耗。补偿容量按照主变压器容量的10%25%配置（当220kV变电站无功补偿装置所接入母线有直配负荷时，容性无功补偿容量可按上限配置；当无功补偿装置所接入母线无直配负荷或变压器各侧出线以电缆为主时，容性无功补偿容量可按下限配置。），并满足220kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低
43、于0.95；220kV变电站无功补偿装置的分组容量选择，应根据计算确定，最大单组无功补偿装置投切引起所在母线电压变化不宜超过电压额定值的2.5%。一般情况下无功补偿装置的单组容量，接于66kV电压等级时不宜大于20Mvar，接于35kV电压等级时不宜大于12Mvar，接于10kV电压等级时不宜大于8Mvar。35kV110kV变电站的容性无功补偿装置以补偿变压器无功损耗为主，并适当兼顾负荷侧的无功补偿。容性无功补偿装置的容量按主变压器容量的10%30%配置，并满足35kV110kV主变压器最大负荷时，其高压侧功率因数不低于0.95；110kV变电站的单台主变压器容量为40MVA及以上时，每台主
44、变压器应配置不少于两组的容性无功补偿装置；110kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于6Mvar，35kV变电站无功补偿装置的单组容量不宜大于3Mvar，单组容量的选择还应考虑变电站负荷较小时无功补偿的需要。配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，以高压补偿为辅。配电变压器的无功补偿装置容量可按变压器最大负载率为75，负荷自然功率因数为0.85考虑，补偿到变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95，或按照变压器容量的2040进行配置。电力用户应根据其负荷特点，合理配置无功补偿装置，并达到以下要求：100kVA及以上高压供电的电力用户，在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0
45、.95；其他电力用户，功率因数不宜低于0.90。电容器运行容器运行约束条件束条件-过负荷能力荷能力GB/T11024.12001标称电压1kV以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则性能、试验和定额、安全要求、安装和运行导则：将稳态过电压、操作过电压和过电流、稳态过电流、最大允许容量以及工频加谐波过电压等项要求归纳为最高允许电压和最大允许电流两项电容器的工容器的工频过电压，谐波加工波加工频过电压工频电压工频电压有效值有效值（UN）10111151213允许时间允许时间长期长期每24h中8h30min/24h5min1min谐波加工谐波加工频电压频电压不超过电容器过电流规定不超过电容器过电流规
46、定操作操作过电压：投入运行之前投入运行之前电容器上的剩余容器上的剩余电压应不超不超过额定定电压的的10%。用不重。用不重击穿断路器（穿断路器（习惯上也称不重燃开关）来切上也称不重燃开关）来切合合电容器容器组通常会通常会产生第一个峰生第一个峰值不超不超过22倍倍UN的施加的施加电压(方均根方均根值）、持）、持续时间不大于不大于1/2周波的周波的过渡渡过电压。电容器容器过电流流约束束规定：定：电容器在容器在额定定频率、率、额定正玄波定正玄波电压下，其有效下，其有效值电流不大于流不大于1.3倍倍额定定电流。即：流。即：时，。由于由于实际电容最大可达容最大可达1.15CN，故最大，故最大电流可达流可达
47、1.5IN（因自愈式低（因自愈式低压并并联电容器的最大允容器的最大允许容量偏差是容量偏差是+10%，故最大，故最大电流可达流可达1.43IN）。）。此此过电流因数是考流因数是考虑到到谐波和波和1.10UN及以下的及以下的过电压共同作用的共同作用的结果。果。电容器的容器的过电流受流受过热条件的限条件的限值。检验其其过热能力的能力的试验是温升是温升试验，该试验是在工是在工频正玄波条件下正玄波条件下进行的行的电容器的容器的过载容量容量:电容器的过载容量规定为：在不超出过电流规定的条件下，最大容量不大于谐波波过电压:谐波过电压的规定为：工频加谐波电压不大于1.2静止无功补偿装置（静止无功补偿装置（SV
48、C）针对：产生电压闪变的波动负荷针对：产生电压闪变的波动负荷无功电压波动补偿设备无功电压波动补偿设备1、TCR(可控硅控制电抗器）可控硅控制电抗器）2、TSC（可控硅控制电容器）（可控硅控制电容器）3、TCR+TSC4、SR（自保和电抗器）（自保和电抗器）TCR型型SVC参考电压、VI曲线斜率、响应时间ISVCVV1V2V3V4V6V56=01=/22543图35系统电压变化时SVC的等值阻抗随变化的示意图BCA图36SVC的伏安特性ISVCV6=01=/2VrefXSVGmin1/CXSVGmaxSVC主要技术参数主要技术参数VI特性曲线及其斜率特性曲线及其斜率SVC的主要作用的主要作用输电
49、用输电用SVC:1、增大传输功率及其功率极限，提高系统稳定（同步稳定）2、抑制低频振荡（远距离、大功率传输中负阻尼现象的发生）3、稳定中枢变电站电压，提高稳态电压水平工业用工业用SVC：提高电能质量：提高电能质量抑制电压波动、改善闪变水平，提高三相平衡度。SVC对提高稳定性的作用对提高稳定性的作用1、暂态失稳的根本原因：电磁功率与原动机机械功率的不平衡。提高暂不态稳定的主要措施在于迅速提高电磁功率输出2、静态失稳的主要原因：小的稳定余度。提高静态稳定的主要措施在于提高功率传输极限抑制次同步振荡抑制次同步振荡1、低频振荡是在负阻尼的情况下才发生的，其振荡频率很低（0.22.5Hz），长距离大功率
50、输电时容易发生。2、静态稳定的措施在于提高功率极限，增大极限功角。3、为了追求大的功角极限，就要求减小励磁回路电压负反馈放大倍数；为了追求电压质量，就要求电压负反馈放大倍数最大（为无穷大时发电机端电压恒定）。若这对矛盾解决不好时，将出现系统周期失稳的情况，相当于负阻尼情况，产生低频振荡。实际上，负阻尼的发生是由于超重负载、快速励磁（时间常数与电压负反馈放大倍数正比）、大的励磁绕组惯性、及高的电压负反馈放大倍数等因素造成的。PSS正是基于这点引入一个附加阻尼力矩使总阻尼力矩为正阻尼来抑制次同步振荡的。4、SVC也可以实现上述PSS的作用，其改善的效果可能超过PSS。(引入频率偏差、有功功率振荡）